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2022动力电池产业周报(五)磷酸铁锂电池渗透率如何演变

中国动力电池装机量已经从2019年的86.93GWh增长至2022年1~10月累计的224.24GWh。随着动力电池装机量逐年提升,动力电池装机的结构也发生了较大的改变,磷酸铁锂电池的装机量从2019年的27.7GWh,占比32.23%,提升到了2022年1~10月累计的135.98GWh,渗透率达到60.64%,实现对三元电池的大幅反超。

在2021~2022年,磷酸铁锂电池能够实现大幅反超三元电池,归结其原因主要是随着补贴的逐渐退坡,新能源车市场从政策驱动转向产品力驱动,在续航里程在400~600Km左右的新能源车市场,能量密度并不是磷酸铁锂和三元电池之间竞争的最核心因素,而新能源车企对电池成本和安全性的考量才是最关键的因素,但三元电池由于上游金属盐价格的扰动,让更多车型使用磷酸铁锂电池。特斯拉就是三元电池转向磷酸铁锂电池的典例,目前国内销售车型中,磷酸铁锂的装机量占比为76.84%。

那么,在2023年新能源车补贴政策明确退出,各类金属盐价格尤其是锂盐价格对电池成本造成的扰动影响以及磷酸铁锂能量密度接近理论上限但续航里程提升的大趋势下,去探究明年磷酸铁锂与三元电池在动力电池装机的渗透率会如何变化,将是一个关乎锂电产业链各家企业明年规划与布局的关键课题。

首先,国家新能源政策从补贴新能源车发展到新能源补贴逐渐退坡与退出。目前,上海市已经通知2023年不再向PHEV发放免费牌照,那么,其他限牌城市也将逐渐取消向PHEV免费发放牌照。从政策引导的趋势看,未来新能源购置税减免的取消也是必然趋势,新能源车将进入完全由产品差异化竞争的阶段,在该阶段,车企对产品定位和定价以及对电池成本等因素的重视程度将更上一个台阶。

从该阶段发展趋势看,各款车型对于续航里程提升有较高的迫切性(A00除外),续航里程是关键因素,其他智能化都是附加项,当新能源车续航里程达到700~1000Km时,预计里程焦虑才会出现较明显的改善。

按照9月的动力电池装机数据看,三元电池装机的平均续航里程为475.66Km,磷酸铁锂装机的平均续航里程为424.81Km,目前的车型单位能量密度(Wh/Kg)的续航里程(Km)在2.9~3.2Km的范围,那么如果需要达到700~1000Km的续航里程,那么至少需要有200Wh/Kg以上的能量密度。

但磷酸铁锂的能量密度已经接近理论上的量产极限(175~185Wh/Kg),从工信部的《新能源汽车推荐目录》披露的信息也可验证,磷酸铁锂的能量密度基本上没有增长,已经连续两年维持在160~165Wh/Kg的区间。

而纯电动汽车平均续航里程年均增幅50Km的趋势下,预计到2023~2025年平均装机续航里程将达到500Km、550Km、600Km,对应的平均能量密度在150Wh/Kg、172Wh/Kg、188Wh/Kg,预计从2024年开始磷酸铁锂能量密度的劣势将逐步显现,影响其在动力电池装机的渗透率。

从电池成本角度分析,三元电池与磷酸铁锂的度电成本差异主要在正极材料,由于金属盐价格的变动对三元材料有较大的影响。本周,NCM811报价39.5万元/吨,磷酸铁锂正极报价17.3万元/吨,按照单耗换算后,NCM811电池成本比磷酸铁锂要贵0.4元/Wh,但也由于磷酸铁锂在负极、隔膜、电解液与箔上的单耗要高于三元电池,总体度电成本NCM811要比磷酸铁锂贵0.14元/Wh。

而前两年因供需错配带动三元电池成本上涨的上游原材料硫酸钴和硫酸镍都随着产能的释放,价格已经回落。硫酸钴产能充足,未来仍将供给过剩,预计2023~2025年硫酸钴价格维持在4~5万元/吨的价格区间,而硫酸镍已经开始从供需紧平衡向供给过剩的趋势转变,预计2023~2025年硫酸镍价格将逐步下探到2~2.5万元/吨。而硫酸锰相对于硫酸镍和硫酸钴,不仅在价格上还是在单耗上都对度电成本的影响较小。锂盐预计在2023年仍将维持在40~45万元/吨,供需关系缓解或要到2024年底,预计2025年价格将逐渐下探至10~15万元/吨。

综合分析,三元电池和磷酸铁锂的成本差在2023~2025年将逐渐收窄,而2024年磷酸铁锂在能量密度上的劣势将逐渐体现,考虑热销车型的动力电池装机占比中磷酸铁锂的占比依旧较高,而车型定点后不容易更换电池配套商,因此预计明年磷酸铁锂在国内动力电池装机的渗透率还有提升空间,但将在2023年达到峰值60%的渗透率后见顶回落。从未来的技术路径上判断,后续将会有磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、三元电池、钠电池以及M3P电池等不同类型的电池技术在不同细分领域上的百花齐放。

 

本文节选自上海钢联有色金属产业研究中心2022年第五期动力电池产业周报:磷酸铁锂电池渗透率如何演变。详细文章请点击下载周报:https://mfs.mysteelcdn.com/group1/M00/57/6F/rBL632N3UtKAELI1ABW_GBAIcVQ401.pdf

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